(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を搬送する製品搬送装置において、
前記製品の保持とその解除とを行う製品保持部と、
前記製品保持部を支持する支持部と、
前記支持部の動きをガイドするためのレールと、
前記製品保持部から前記レールまでの前記支持部の長さを調整する支持部長さ調整部と、
前記レールに沿って前記支持部を動かす支持部移動部と、
作業者の位置情報および前記製品の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部により取得された作業者の位置情報および前記製品の位置情報をフィードバックすることにより前記支持部移動部および前記支持部長さ調整部の少なくとも一方の動きを制御する制御部と、
を有することを特徴とする製品搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製品搬送装置において、
前記製品保持部の搬送経路を予め記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、
前記製品保持部の搬送経路に基づいて前記支持部移動部および前記支持部長さ調整部の少なくとも一方の動きを制御するものであること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の製品搬送装置において、
前記記憶部は、
ティーチングにより前記搬送経路および搬送速度を記憶するものであること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製品搬送装置において、
前記制御部は、
前記搬送経路および前記搬送速度の少なくとも一方と、
作業者の手の位置情報および速度情報の少なくとも一方と、
の差により、フィードバック制御を行うものであること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の製品搬送装置において、
前記制御部は、
前記搬送経路および前記搬送速度の少なくとも一方と、
作業者の手の位置情報および速度情報の少なくとも一方と、
の差が予め定めた閾値より大きくならないように、前記支持部移動部および前記支持部長さ調整部の少なくとも一方の動きを制御するものであること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の製品搬送装置において、
前記支持部は、
第１の支持部材と第２の支持部材とを有し、
前記第１の支持部材および前記第２の支持部材のうちの一方が、
前記製品の搬送方向における進行方向前側に配置されており、
前記第１の支持部材および前記第２の支持部材のうちの他方が、
前記製品の搬送方向における進行方向後ろ側に配置されていること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の製品搬送装置において、
前記製品保持部は、
作業者の手の位置と前記製品の位置とが重なっている場合に、前記製品を保持し、
作業者の手の位置と前記製品の位置とが重なっていない場合に、前記製品の保持を解除すること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の製品搬送装置において、
作業者の指示する作業信号を受信する作業信号受信部を有し、
前記製品保持部は、
前記作業信号受信部により製品保持解除信号が受信された場合に、前記製品の保持を解除すること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の製品搬送装置において、
前記支持部は、
ワイヤを有すること
を特徴とする製品搬送装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の製品搬送装置において、
前記支持部は、
伸縮自在な棒を有すること
を特徴とする製品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品を搬送する製品搬送装置に関する。さらに詳細には、１人の作業者で製品の搬送を行うことのできる製品搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品の運搬にはロボットが用いられることが多い。作業者を減らすことによるコストのカットや、事故のリスクを図るためである。例えば、特許文献１には、電子ディスプレイ等の板状部材を搬送し収容するための搬送システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４７７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、機械部品には、特許文献１で搬送および収容の対象としている板状部材の他に、多種多様な形状のものがある。例えば、プレスされたプレス成形品が挙げられる。このように自動車部品等の機械製品には、複雑な立体形状をしているものが多い。また、部品メーカーから完成品メーカーに機械部品を納入する場合には、多数の機械部品を積載した状態で納入することが一般的である。そのため、ある程度の正確性を要求される。また、ラインの生産性を上げるためには、ある程度のスピードを要する。それにもかかわらず、自動車部品等の機械部品には、重量の重いものが多い。
【０００５】
このような要求水準を満たすロボットを製造することは困難である。例えば、ロボットを用いて搬送する場合には、ロボットのフィンガーを抜きつつ機械部品を積み重ねる制御は容易ではない。積み重ねる度に、積載位置の再計算をする必要があり、計算時間を要する。これでは、短時間での搬送をすることは困難である。また、複雑な立体形状をしている多種の機械部品に対応可能なロボットを製造することも容易ではない。とはいえ、製品毎に専用の搬送装置を製造すると、非常に多くの搬送装置が必要となる。また、コストも高い。
【０００６】
本発明は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、複雑な立体形状を有する製品の積み上げまたは積み下ろしをすることのできる製品搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様における製品搬送装置は、製品を搬送するためのものである。そして、この製品搬送装置は、製品の保持とその解除とを行う製品保持部と、製品保持部を支持する支持部と、支持部の動きをガイドするためのレールと、製品保持部からレールまでの支持部の長さを調整する支持部長さ調整部と、レールに沿って支持部を動かす支持部移動部と、作業者の位置情報および製品の位置情報を取得する位置情報取得部と、位置情報取得部により取得された作業者の位置情報および製品の位置情報をフィードバックすることにより支持部移動部および支持部長さ調整部の少なくとも一方の動きを制御する制御部と、を有するものである。
【０００８】
この製品搬送装置は、作業者とともに動くことにより、製品を搬送する装置である。そのため、作業者１人で製品の搬送作業を行うことができる。また、この製品搬送装置が製品の荷重の大部分を担うので、作業者の負担が軽減される。一方、作業者は、製品の載置や積み重ねの際の微調整を行うことができる。このように、作業者は、荷重の負担が軽減されて、微調整に意識を集中させることができるので、精度よく製品の積み重ね作業を行うことができる。また、製品搬送装置は、微調整のための高精度計算を行う必要がないため、高速での搬送を行うことができる。
【０００９】
第２の態様における製品搬送装置では、製品保持部の搬送経路を予め記憶する記憶部を有する。そして、制御部は、製品保持部の搬送経路に基づいて支持部移動部および支持部長さ調整部の少なくとも一方の動きを制御するものである。製品保持部の移動する搬送経路を予め記憶しているため、高速で移動させることができる。その都度計算をし直す必要がないからである。
【００１０】
第３の態様における製品搬送装置では、記憶部は、ティーチングにより搬送経路および搬送速度を記憶するものである。これにより、好適な搬送経路および搬送速度で製品を搬送することができる。
【００１１】
第４の態様における製品搬送装置では、制御部は、搬送経路および搬送速度の少なくとも一方と、作業者の手の位置情報および速度情報の少なくとも一方と、の差により、フィードバック制御を行うものである。これにより、作業者の手の動きにある程度追従して、製品を搬送することができる。したがって、作業者の作業性に優れている。
【００１２】
第５の態様における製品搬送装置では、制御部は、搬送経路および搬送速度の少なくとも一方と、作業者の手の位置情報および速度情報の少なくとも一方と、の差が予め定めた閾値より大きくならないように、支持部移動部および支持部長さ調整部の少なくとも一方の動きを制御するものである。作業者に起因する搬送経路のばらつきを抑制し、搬送に際して安全性を高めるようにするためである。
【００１３】
第６の態様における製品搬送装置では、支持部は、第１の支持部材と第２の支持部材とを有し、第１の支持部材および第２の支持部材のうちの一方が、製品の搬送方向における進行方向前側に配置されており、第１の支持部材および第２の支持部材のうちの他方が、製品の搬送方向における進行方向後ろ側に配置されている。これにより、製品を安定に保った状態で搬送することができる。また、搬送による製品の揺れも抑制することができる。
【００１４】
第７の態様における製品搬送装置では、製品保持部は、作業者の手の位置と製品の位置とが重なっている場合に、製品を保持し、作業者の手の位置と製品の位置とが重なっていない場合に、製品の保持を解除する。これにより、好適な製品の搬送を実現することができる。
【００１５】
第８の態様における製品搬送装置は、作業者の指示する作業信号を受信する作業信号受信部を有する。そして、製品保持部は、作業信号受信部により製品保持解除信号が受信された場合に、製品の保持を解除する。このため、製品保持部は、作業者とともに製品の載置や積み重ねを好適に行うことができる。
【００１６】
第９の態様における製品搬送装置は、支持部は、ワイヤを有する。ワイヤがある程度撓むため、作業者の動作と製品搬送装置の動作との間で多少のずれが生じても、そのずれをワイヤが吸収する。そのため、作業者の動作と製品搬送装置の動作との間にずれが生じても、作業者が怪我をするおそれがほとんどない。また、作業性に優れている。
【００１７】
第１０の態様における製品搬送装置では、支持部は、伸縮自在な棒を有する。この場合にも、搬送することができることに変わりない。
【００１８】
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複雑な立体形状を有する製品の積み上げまたは積み下ろしをすることのできる製品搬送装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る製品搬送装置により搬送される製品の１例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る製品搬送装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】実施形態に係る製品搬送装置の製品保持部の１例を示す図（その１）である。
【図４】実施形態に係る製品搬送装置の製品保持部の１例を示す図（その２）である。
【図５】実施形態に係る製品搬送装置の製品保持部の１例を示す図（その３）である。
【図６】実施形態に係る製品搬送装置により搬送される製品の搬送経路を示す図である。
【図７】実施形態に係る製品搬送装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施形態に係る製品搬送装置が製品を収容する収容箱の内部の領域を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る製品搬送装置の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、具体的な実施形態について、図を参照しつつ説明する。しかし、これらは例示であり、これらの実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
（第１の実施形態）
１．製品搬送装置
１−１．搬送の対象となる製品
第１の実施形態について説明する。本実施形態の製品搬送装置は、図１に示すような複雑な立体形状をしている製品を搬送するためのものである。例えば、製品Ｐ１は、プレス成形品である。ここで、「製品」とは、自動車部品等の完成品でない部品を含むものとする。そして、本実施形態の製品搬送装置は、出荷用の収容箱等に製品の積み上げ、または積み下ろしを行うことができる。また、本実施形態の製品搬送装置は、図１に示した製品Ｐ１に限らず、その他の形状の製品をも搬送することのできるものである。もちろん、板状部材等の単純な形状の製品をも搬送することのできるものである。
【００２３】
１−２．製品搬送装置の構成
本実施形態の製品搬送装置１００の構成を図２に示す。図２には、製品搬送装置１００の他に、製造後の製品Ｐ１を工場内で運搬するベルトコンベアＣ１および作業者Ｈが描かれている。製品搬送装置１００は、工場のラインにおけるベルトコンベアＣ１により運ばれてきた製品Ｐ１を収容箱Ｂ１の内部に収容するためのものである。製品搬送装置１００は、作業者Ｈの動きに従って動く。そして、作業者Ｈとともに製品Ｐ１を収容箱Ｂ１の内部に積み重ねつつ収容する。そのため、全ての作業を自動で行うものではない。作業者Ｈは、製品搬送装置１００の補助を受けて製品Ｐ１を搬送する。
【００２４】
工場のラインにおける生産性を高いものとするために、製品Ｐ１の搬送速度をある程度速いものとする必要がある。例えば、３００ｍｍ／ｓｅｃ以上１０００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。ただし、これらは、例示であり、搬送する製品や工場内の環境に応じて、これ以外の搬送速度で搬送しても、もちろん構わない。
【００２５】
図２に示すように、製品搬送装置１００は、カメラ１１０と、レール１２０と、レール１３０と、ワイヤ１４０と、製品保持部１７０と、を有している。
【００２６】
カメラ１１０は、製品Ｐ１の位置および作業者Ｈの位置を位置情報として取得する位置情報取得部である。そして、作業者Ｈが発する作業信号を受信する作業信号受信部をも兼ねている。ここで、作業信号とは、作業者Ｈが作業に関する意思を伝えるための合図のことをいう。例えば、製品搬送装置１００による製品の搬送の開始や、緊急時の停止を指示するための合図がある。
【００２７】
レール１２０は、レール１３０をＸ軸方向に動かすためのものである。レール１３０を動かすことにより、ワイヤ１４０および製品保持部１７０をＸ軸方向に動かすこととなる。
【００２８】
レール１３０は、ワイヤ１４０および製品保持部１７０をＹ軸方向に動かすためのものである。レール１３０は、レール１２０と交差している。図２では、レール１３０は、レール１２０と直交している。レール１２０およびレール１３０は、必ずしも直交している必要はない。これらが互いに交差していれば、ワイヤ１４０および製品保持部１７０をＸＹ平面上で移動させることができるからである。このように、レール１２０、１３０は、ワイヤ１４０および製品保持部１７０の動きをガイドするためのものである。
【００２９】
ワイヤ１４０は、製品保持部１７０を支持するための支持部である。そのため、製品保持部１７０に連結されている。ワイヤ１４０は、伸縮可能である。そして、製品Ｐ１を吊り上げるのに用いられる。つまり、製品Ｐ１をＺ軸方向に動かすことができるものである。
【００３０】
ワイヤ調整部１６０は、ワイヤ１４０の長さを調整する支持部長さ調整部である。ここで、ワイヤ１４０の長さとは、製品保持部１７０からレール１３０までの長さのことをいう。ワイヤ１４０の長さを変えることにより、製品保持部１７０をＺ軸方向に動かすことができる。また、ワイヤ調整部１６０は、レール１３０に沿ってワイヤ１４０を動かす支持部移動部も兼ねている。このように、レール１２０、１３０およびワイヤ調整部１６０における各方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の動きを組み合わせることにより、製品保持部１７０および製品保持部１７０が保持している製品Ｐ１の３次元軌道および移動速度を決定することができる。
【００３１】
製品保持部１７０は、製品を保持するための製品保持部である。そして、製品の保持とその解除とを行うことができる。そして、製品Ｐ１の搬送の開始からその製品Ｐ１の積み重ねの終了までにわたって、製品Ｐ１を保持し続ける。具体的には、後述する。
【００３２】
ポンプ１８０は、製品保持部１７０へのエアの供給およびエアの吸引を行うためのものである。これにより、製品保持部１７０における製品の保持とその解除とを行うことができる。もちろん、ポンプ１８０の代わりに、工場内のエア供給路を用いてもよい。なお、製品保持部１７０における製品Ｐ１の保持に、電力を用いる場合には、ポンプは必要ない。
【００３３】
なお、レール１２０、１３０の動作には、各種のアクチュエーターを用いればよい。これらを動かすために、モーターを用いることができる。例えば、サーボモーターであれば、製品保持部１７０および製品Ｐ１の位置を高い精度で制御することができる。なお、図２では、レール１２０、１３０を指示する部材が描かれていないが、記載を省略してあるだけで、実際には、これらの支持部材は存在する。
【００３４】
コントロールユニット１９０は、各部の動作を制御するための制御部を有している。また、制御部は、カメラ１１０により取得された作業者Ｈの位置情報および製品Ｐ１の位置情報をフィードバックすることにより、ワイヤ調整部１６０の動き、すなわち、製品保持部１７０の動きを制御するためのものである。これにより、製品保持部１７０により保持されている製品Ｐ１のＸＹ平面座標と、Ｚ軸座標との少なくとも一方の動きを制御することとなる。
【００３５】
また、コントロールユニット１９０は、各部の動作を制御するプログラム等を記憶する記憶部も有している。記憶部は、製品保持部１７０の搬送経路を予め記憶するものでもある。また、後述するように、ティーチングにより製品保持部１７０の搬送経路および搬送速度を記憶する。そして、制御部は、この記憶された搬送経路等に基づいてワイヤ調整部１６０の動きを制御する。なお、このコントロールユニット１９０を配置する位置はいずれの位置であってもよい。例えば、レール１２０の内部に配置してもよい。
【００３６】
２．製品保持部の構成
ここで、製品保持部１７０のバリエーションについて説明する。下記のものは、いずれもあくまで例であり、製品Ｐ１の保持および解除を制御できるものであれば、これ以外のいずれの構成であってもよい。これらの構成は、搬送する製品の形状や重量あるいは材質により、適宜選択すればよい。
【００３７】
２−１．吸引方式の製品保持部
図３に、製品保持部１７０の１例として、エア吸引方式の吸着部１０を示す。吸着部１０は、エアの吸引により製品Ｐ１を保持し、エアの吸引を停止もしくはエアの送出により製品Ｐ１の保持を解除するものである。吸着部１０は、密着部１１と、エア送風路１２とを有している。密着部１１は、吸着部１０の先端に設けられている。そして、実際に製品Ｐ１に密着する箇所である。エア送風路１２は、吸着部１０の内部と連通している。また、ポンプ１８０とも連通している。
【００３８】
そのため、ポンプ１８０により、吸着部１０の内圧を調整することができるようになっている。そして、吸着部１０のエアを吸引することにより、吸着部１０は、製品Ｐ１を保持する。一方、吸着部１０にエアを送出して吸着部１０の内圧を高くすることにより、吸着部１０は、製品Ｐ１の保持を解除する。
【００３９】
２−２．把持方式の製品保持部
図４に、製品保持部１７０の１例として、把持方式の把持部２０を示す。把持部２０は、フィンガー２１、２２と、アクチュエーター２３と、電線２４と、モーターＭとを有している。フィンガー２１およびフィンガー２２は、これらで製品Ｐ１を把持するためのものである。フィンガー２１、２２は、モーターＭの回転駆動をアクチュエーター２３により直線運動に変えて動かされる。モーターＭは、電線２４から電力を得て、駆動される。図４のものは、電力により動かすこととしたが、エアにより動かすこととしてもよい。
【００４０】
２−３．磁石方式の製品保持部
図５に、製品保持部１７０の１例として、磁石方式の把持部３０を示す。把持部３０は、フィンガー３１、３２と、電線３７と、天板３８と、を有している。フィンガー３１、３２は、製品Ｐ１を実際に挟むものである。フィンガー３１、３２は、電磁石３３、３４と、弾性部材３５、３６と、を有している。電磁石３３、３４は、電線３７から電力を与えられて、磁性状態または非磁性状態のいずれかとなるものである。弾性部材３５、３６は、電磁石３３、３４が引き合うことによりフィンガー３１、３２で製品Ｐ１を挟む際の衝撃を吸収するための緩衝材である。そして、電磁石３３、３４が異なる極性である期間内には、フィンガー３１、３２は、製品Ｐ１を把持する。電磁石３３、３４が同じ極性である期間内には、フィンガー３１、３２は、製品Ｐ１の把持を解除する。
【００４１】
また、図３に示した形状で、電磁石により直接吸着するものを用いてもよい。
【００４２】
３．搬送経路
３−１．搬送経路の軌道
ここで、製品搬送装置１００による製品Ｐ１の搬送経路および搬送方法について説明する。図６に製品Ｐ１を搬送する搬送経路の１例を示す。図６に示すように、搬送経路Ｏ１は、台形形状に近い軌道である。なお、カメラ１１０は、搬送経路Ｏ１およびその周辺の領域にわたって監視することのできるものである。
【００４３】
ここで、始点Ｉ１、終点Ｆ１である。始点Ｉ１とは、ベルトコンベアＣ１から運ばれてくる製品Ｐ１の位置を示している。終点Ｆ１とは、製品搬送装置１００による製品Ｐ１の搬送により、製品Ｐ１を積み重ねる位置を示している。実際には、ベルトコンベアＣ１から運ばれてくる製品Ｐ１の位置にはばらつきがある。また、製品Ｐ１を積み重ねる位置も、収容箱Ｂ１の配置位置にばらつきがあることがある。また、製品Ｐ１を積み重ねる位置は、それより前に積み重ねた製品Ｐ１の位置より高い位置である。そして、製品Ｐ１を一定個数だけ積み重ねた後には、製品Ｐ１を別の列に積み重ねることとなる。
【００４４】
したがって、始点Ｉ１および終点Ｆ１の位置は、これらのばらつきの平均値となる位置であるとよい。もちろん、それ以外の位置であってもよいが、この平均値となる位置からそれほどずれていないことが好ましい。このように、搬送経路Ｏ１は、製品Ｐ１の搬送の大まかな軌道、代表的な軌道を表すものである。
【００４５】
許容領域Ｒ１は、搬送経路Ｏ１から予め定めた一定の距離Ｌ１だけ離れた領域である。したがって、許容領域Ｒ１は、円筒形状をしている。製品搬送装置１００は、搬送経路Ｏ１を基準に、許容領域Ｒ１の領域内で製品Ｐ１を搬送するものである。ここで、距離Ｌ１については、搬送する製品Ｐ１の形状や重量等を考慮して、定めることとすればよい。ここでは、領域Ｒ１を円筒形状としたが、角パイプ形状としてもよい。
【００４６】
なお、図６では、搬送経路Ｏ１は、始点Ｉ１から横方向に始まり、縦方向に終点Ｆ１に向うこととしている。これは、作業者Ｈの手の動作が図６のように動くことを仮定している。したがって、必ずしも、この動作に限るものではない。
【００４７】
３−２．搬送経路の決定方法
本実施形態の製品搬送装置１００は、ティーチングにより、実際に製品Ｐ１のテスト搬送を行って、搬送経路Ｏ１を定める。図６における点Ｄａｔは、そのティーチングにより、記憶されたデータポイントである。この複数の点Ｄａｔを結ぶ軌道が搬送経路Ｏ１となる。
【００４８】
データポイントである点Ｄａｔは、一定時間おきに取得されたものである。そのため、Ｄａｔ間隔が狭い領域では、製品Ｐ１をゆっくり動かしている。逆に、Ｄａｔ間隔が広い領域では、製品Ｐ１を速く動かしている。これにより、製品Ｐ１の搬送の軌跡と、その時間的変化とを、製品搬送装置１００に記憶させる。その記憶箇所は、コントロールユニット１９０の内部の記憶部である。
【００４９】
本実施形態では、作業者Ｈと製品搬送装置１００とが、一緒になって製品Ｐ１を搬送する。しかし、作業者Ｈが機械と同じように一定の動作を繰り返すことは難しい。そのため、製品搬送装置１００が作業者Ｈの動作に連動して動くことが望ましい。したがって、本実施形態では、カメラ１１０により取得された作業者Ｈの位置情報に基づいて、製品搬送装置１００は、製品保持部１７０の位置および速度についてフィードバック制御を行う。コントロールユニット１９０の制御部がこの制御を行う。これにより、製品搬送装置１００の製品保持部１７０は、主に、この搬送経路および搬送速度をふまえたプロファイルに沿って移動する。
【００５０】
４．制御フロー（製品の搬送方法）
次に、製品搬送装置１００を用いた製品Ｐ１の搬送方法について、図７のフローチャートにより説明する。このフローチャートの全体にわたって、カメラ１１０は、作業者Ｈおよび製品Ｐ１の位置情報を取得し続ける。なお、作業者Ｈは、作業用のグローブを着用している。安全のためである。また、後述するように、着用するグローブの特徴が顕著であれば、製品搬送装置１００は、作業信号を検出しやすい。
【００５１】
まず、製品Ｐ１がベルトコンベアＣ１から台の上に運ばれてくる。ただし、製品Ｐ１が運ばれてくる位置は、ロット毎にばらつきがある。一方、製品保持部１７０が保持する製品Ｐ１の位置は、ほぼ同じ箇所である。そのため、カメラ１１０により取得された作業者Ｈおよび製品Ｐ１の位置情報に基づいて、ワイヤ調整部１６０や製品保持部１７０の移動に際してフィードバック制御を行えばよい。
【００５２】
例えば、予め記憶した製品Ｐ１の搬送経路と、製品Ｐ１の実際の位置と、の差に基づいて、フィードバックを行うとよい。または、予め記憶した製品Ｐ１の搬送速度と、製品Ｐ１の実際の搬送速度と、の差に基づいて、フィードバックを行ってもよい。もちろん、これらの両方を用いてもよい。また、搬送経路は、製品Ｐ１の位置情報等の代わりに、製品保持部１７０やワイヤ１４０の位置情報等を用いてもよい。
【００５３】
また、作業者Ｈの手の動きをフィードバックして製品Ｐ１の搬送を行うこととしてもよい。例えば、予め記憶した製品Ｐ１の搬送経路と、作業者Ｈの手の位置と、の差に基づいて、フィードバックを行うとよい。これらの差が、予め定めた閾値のより大きくならないように、ワイヤ調整部１６０を動かす。または、予め記憶した製品Ｐ１の搬送速度と、作業者Ｈの手の速度と、の差に基づいて、フィードバックを行ってもよい。もちろん、これらの両方を用いてもよい。さらには、作業者Ｈの手の位置情報等を用いてもよい。このように、作業者Ｈおよび製品搬送装置１００の製品保持部１７０により、製品Ｐ１を保持しつつ製品Ｐ１を搬送する。
【００５４】
Ｓ１０１：
ここで、カメラ１１０は、作業者Ｈおよび製品Ｐ１の位置情報を取得し続けている。Ｓ１０１では、作業者Ｈが製品Ｐ１を掴んだか否かを監視し続けている。製品Ｐ１は、台の上で静止しているはずである。一方、作業者Ｈは、製品Ｐ１を手で持とうとする。ここで、作業者Ｈの手の位置が製品Ｐ１の形状の一部の位置と重なって静止したら、作業者Ｈが製品Ｐ１を掴んだと判断する。または、作業者Ｈの手の位置が製品Ｐ１の形状の一部の位置と重なって静止してから所定時間経過したら、作業者Ｈが製品Ｐ１を掴んだと判断することとしてもよい。なお、この所定時間については、適宜設定すればよい。
【００５５】
そのため、Ｓ１０１では、作業者Ｈの手の位置が製品Ｐ１の形状の端部の位置と重なっている場合には（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、Ｓ１０２に進む。作業者Ｈの手の位置が製品Ｐ１の形状の端部の位置と重なっていない場合には（Ｓ１０１：Ｎｏ）、作業者Ｈおよび製品Ｐ１の位置情報の取得を継続する。
【００５６】
Ｓ１０２：
次に、製品保持部１７０は、製品Ｐ１の所定箇所に吸着する。ここでは、製品保持部１７０が製品Ｐ１を保持するのみであり、製品Ｐ１を動かそうとするわけではない。そして、Ｓ１０３に進む。
【００５７】
Ｓ１０３：
次に、作業者Ｈの手および製品Ｐ１の位置が、収容箱Ｂ１のほうに動きだしたか否かを判断する。これは、作業者Ｈの手の動きおよび製品Ｐ１の位置の変動により判断する。作業者Ｈの手が収容箱Ｂ１のほうにわずかにでも動けば、製品保持部１７０による製品Ｐ１の搬送を開始していもよいからである。
【００５８】
そのため、作業者Ｈの手および製品Ｐ１の位置が、収容箱Ｂ１のほうに動きだした場合には（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、Ｓ１０４に進む。作業者Ｈの手および製品Ｐ１の位置が、収容箱Ｂ１のほうに動きだしていない場合には（Ｓ１０３：Ｎｏ）、作業者Ｈおよび製品Ｐ１の位置情報の取得を継続する。
【００５９】
Ｓ１０４：
Ｓ１０４では、製品保持部１７０が製品Ｐ１を保持した状態のまま、製品Ｐ１を吊り上げつつ搬送する。このとき、製品保持部１７０が主に製品Ｐ１を吊り上げるので、作業者Ｈにかかる肉体的な負荷は小さい。また、ここで行う製品Ｐ１の搬送経路および搬送速度のプロファイルは、前述したように、予めティーチングにより記憶されている。そのため、製品Ｐ１の搬送の度に、ほぼ同じような軌道および速度で製品Ｐ１は搬送されることとなる。
【００６０】
なお、この製品Ｐ１の搬送の間、その搬送の軌道および移動速度は、カメラ１１０を通じてモニタリングされている。何か異常があれば、製品保持部１７０は、後述するように停止動作等をすることとなる。
【００６１】
Ｓ１０５：
そして、製品Ｐ１を積載するための判断を行う。作業者Ｈの手の位置および製品Ｐ１の位置が収容箱Ｂ１の内部の位置であり、かつ、作業者Ｈの手の移動速度および製品Ｐ１の移動速度が予め定めた所定の値以下である場合に（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、Ｓ１０６に進む。そうでない場合に（Ｓ１０５：Ｎｏ）、作業者Ｈおよび製品Ｐ１の位置情報の取得を継続する。
【００６２】
Ｓ１０６：
Ｓ１０６に進んだ段階で、作業者Ｈおよび製品搬送装置１００は、収容箱Ｂ１の底板もしくは既に積み重ねられた製品Ｐ１の上に、製品Ｐ１を置く準備が整っている。そのため、製品保持部１７０は、製品Ｐ１の保持を解除する。これにより、製品Ｐ１は、作業者Ｈによる補助を受けつつ、収容箱Ｂ１の底板もしくは既に積み重ねられた製品Ｐ１の上に載置される。このように、製品Ｐ１の積み重ねの際の微調整を作業者Ｈが行うことができる。
【００６３】
なお、このように１個の製品Ｐ１を積載した後、製品保持部１７０の位置をベルトコンベアＣ１のほうに向けて移動させて、次の搬送に備えさせるとよい。
【００６４】
ここで、製品保持部１７０が製品Ｐ１を置く位置は、図８に示す場所Ａ１〜Ａ４のうちのいずれかの位置である。場所Ａ１〜Ａ４は、収容箱Ｂ１の内部の領域である。製品Ｐ１の積載量が一定個数以上である場合に、次の場所に積載すればよい。この積載は、搬送方向でみて奥側の位置から積載してもよい。搬送方向と交差する方向に順次積載することとしてもよい。
【００６５】
５．従来との比較
従来、立体形状の複雑な機械部品については、作業者が収容箱にその機械部品を積み込むこととしていた。形状の異なる多数の機械部品に対応する搬送装置の製造は困難だからである。そのため、重量の重い製品については、作業者が２人がかりで搬送していた。
【００６６】
本実施形態の製品搬送装置１００は、作業者Ｈに連動して動作するものである。製品Ｐ１を製品搬送装置１００が吊り上げるので、作業者Ｈにかかる肉体的な負担は小さい。また、作業者が２人がかりで運ぶ必要があった製品を作業者１人で搬送し、積み込むことができる。予めティーチングにより、製品Ｐ１の搬送のプロファイルを決定してあるので、フィードバック制御もスムーズである。また、高速で動かしても、対応しやすい。
【００６７】
６．変形例
６−１．グローブのバリエーション
作業者Ｈの手の動きを位置情報および速度情報として検出しやすくするために、作業者Ｈの装着するグローブに特徴をもたせるようにするとよい。例えば、バンドをグローブに装着することができる。また、バンドを手首に装着することとしてもよい。また、目立ちやすい色を配色してもよい。もしくは、螢光塗料を塗ってもよい。
【００６８】
６−２．フットスイッチ
本実施形態では、作業者Ｈの動作を、製品Ｐ１の搬送の開始の合図とした。しかし、製品Ｐ１の搬送の開始の合図として、別のものを用いてもよい。例えば、フットスイッチを用いることができる。作業者Ｈは、足でフットスイッチを操作することにより、製品Ｐ１の移動の開始を製品搬送装置１００に指示することができる。また、製品Ｐ１の移動の終了についても同様に指示することができる。この場合には、フットスイッチを、開始指示用および終了指示用の２種類を設ける必要がある。
【００６９】
６−３．製品の積み下ろし
本実施形態では、ベルトコンベアＣ１により運ばれてきた製品Ｐ１を収容箱Ｂ１に収容する積載作業に、製品搬送装置１００を用いた。しかし、製品Ｐ１をラインに供給するために、収容箱Ｂ１から製品Ｐ１を取り出す積み下ろし作業を、製品搬送装置１００を用いて行ってもよい。
【００７０】
６−４．カメラの配置
本実施形態では、製品搬送装置１００にカメラ１１０を設けた。このカメラを、複数台設けることとしてもよい。例えば、作業領域全体を見渡すカメラとは別に、搬送開始時の作業者Ｈの手の位置情報を詳細に取得するための搬送開始確認用カメラを配置するとよい。また、搬送終了時についても、同様に搬送終了確認用カメラを配置してもよい。これにより、製品Ｐ１の搬送の開始の旨の作業信号や終了の旨の作業信号を、より確実に検出することができるからである。
【００７１】
６−５．ティーチングのパターン
本実施形態では、ティーチングのパターンをコントロールユニット１９０に記憶させておくこととした。ティーチングのパターンを複数種類記憶しておくとよい。例えば、作業者毎に異なるパターンを記憶させておくのである。これにより、作業者の個人差にも応じた製品搬送のパターンをつくることができる。したがって、作業者の身長や熟練度に応じて、製品Ｐ１を搬送するための軌道および速度を変えることができる。
【００７２】
６−６．保持開始時期
本実施形態では、作業者Ｈの手が製品Ｐ１を掴んだと判断した後に、製品保持部１７０が製品Ｐ１を吸着することとした。しかし、作業者Ｈの手が製品Ｐ１を掴んだと判断する前に、製品保持部１７０が製品Ｐ１を吸着することとしてもよい。製品保持部が製品を保持するのみであるため、作業者Ｈに危険が及ぶことはない。また、作業者Ｈが製品保持部１７０による製品Ｐ１の保持を待つ必要がないため、サイクルタイムはより短い。
【００７３】
６−７．保持解除条件
６−７−１．ワイヤの移動速度
本実施形態では、カメラ１１０による作業者Ｈの移動速度および製品Ｐ１の移動速度が減少した場合に、製品保持部１７０による保持を解除することとした。ワイヤ１４０の移動速度が一定値以下になった場合に保持の解除を行う。作業者Ｈが製品Ｐ１を収容箱Ｂ１に積載しようとしているので、製品Ｐ１の移動速度がゆっくりであっても、レール１２０、１３０およびワイヤ１４０の速度が未だ十分に大きい場合がある。
【００７４】
この場合には、ワイヤ１４０の動きが製品保持部１７０に伝わって、製品Ｐ１の積み下ろしをする場所にずれが生じるおそれがある。また、不規則な動きが製品Ｐ１に伝わって、作業者Ｈが積み下ろし作業を正確にできない結果、作業者Ｈがけがをするおそれもある。したがって、作業者Ｈの手および製品Ｐ１の移動速度およびレール１２０、１３０およびワイヤ１４０の移動速度が一定速度よりも小さい場合に、製品保持部１７０による保持を解除することとしてもよい。
【００７５】
６−７−２．手の位置と製品の位置との重なり
また、作業者Ｈの手の位置と、製品Ｐ１の位置とが重なっていない場合に、製品保持部１７０は、製品Ｐ１の保持を解除する。このようにしても、製品Ｐ１の保持の解除を行うことができる。
【００７６】
６−７−３．作業信号
また、作業者Ｈの発する作業信号に基づいて、製品Ｐ１の保持の解除を行ってもよい。その場合には、カメラ１１０が、作業信号受信部を兼ねることとなる。また、作業者Ｈは、製品保持解除信号を送信することとなる。例えば、親指を立てたりすることが挙げられる。
【００７７】
６−８．搬送経路の決定方法
本実施形態では、搬送経路Ｏ１を、ティーチングにより、決定することとした。しかし、搬送経路Ｏ１を、それとは別に予め定めておいてもよい。搬送に適した搬送経路Ｏ１の設定を行うことは可能である。ただし、実際にティーチングにより、搬送経路Ｏ１の設定を行った場合の方が、作業者Ｈはより作業をしやすい。そのため、デフォルトでは、予め搬送に適していると思われるパターンを入力しておき、ティーチングを行った場合には、ティーチングにより得られた搬送経路Ｏ１を採用することとすればよい。つまり、ユーザーである作業者Ｈが搬送経路Ｏ１をカスタマイズできるようにするのである。
【００７８】
６−９．製品の回転
製品Ｐ１の搬送に際して、製品Ｐ１をワイヤ１４０を回転軸として回転させることもできる。この場合の製品Ｐ１の回転については、作業者Ｈが行うこととすればよい。
【００７９】
６−１０．軌道の補正
製品保持部１７０が領域Ｒ１からはずれた場合に、製品搬送装置１００の動作を停止することとした。しかし、製品保持部１７０の動作範囲が領域Ｒ１からはずれないように制御してもよい。領域Ｒ１の外側に製品保持部１７０が行かないように、レール１２０、１３０の位置およびワイヤ１４０の長さを制御するモーター等を制御すればよい。
【００８０】
６−１１．支持部
本実施形態では、支持部として、ワイヤ１４０を用いた。しかし、ワイヤ１４０の代わりに、チェーン等を用いてもよい。ひも状のものであれば、作業者Ｈによる微調整が行いやすい。また、棒を用いてもよい。ただし、伸縮自在であることが好ましい。
【００８１】
７．まとめ
以上詳細に説明したように、本実施形態の製品搬送装置１００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のいずれにも動かせるワイヤ１４０と、製品保持部１７０とを有している。また、作業者と対になって作業を行うものであるため、立体形状の複雑な多種の製品に対応して、製品Ｐ１の搬送が可能である。製品保持部１７０は、ティーチングにより基本的動作をプログラミングされているため、速くてスムーズな動作が可能である。
【００８２】
なお、本実施形態は単なる例示にすぎない。したがって当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。製品保持部は、例示した形状等によらない。製品Ｐ１の保持とその解除とを行うことのできるものであれば、その他の構造のものであってもよい。
【００８３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の製品搬送装置２００は、ワイヤを２本有する。この点において、第１の実施形態と異なっている。したがって、この異なる点を中心に説明し、重複する点については記載を省略する。
【００８４】
１．製品搬送装置の構成
本実施形態の製品搬送装置２００の構成を図９に示す。図９に示すように、製品搬送装置２００は、カメラ２１０と、レール２２０、２３０と、第１のワイヤ２４０と、第２のワイヤ２５０と、製品保持部２７０と、コントロールユニット２９０と、を有している。ここで、カメラ２１０と、レール２２０、２３０と、製品保持部２７０と、コントロールユニット２９０とは、第１の実施形態のものとほぼ同様である。
レール２３０は、アクチュエーターである。
【００８５】
２．ワイヤ
２−１．ワイヤの配置
図９に示すように、製品搬送装置２００は、２本のワイヤを有している。レール２２０およびレール２３０を組み合わせることにより、第１のワイヤ２４０および第２のワイヤ２５０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に動くことができる。また、第１のワイヤ２４０および第２のワイヤ２５０は、いずれも、伸縮可能である。
【００８６】
第１のワイヤ２４０および第２のワイヤ２５０は、製品Ｐ１の搬送方向の向きＤＰに並んで配置されている。そのため、製品Ｐ１を収容箱Ｂ１に搬送する場合には、第１のワイヤ２４０が進行方向前側に位置しており、第２のワイヤ２５０が進行方向後ろ側に位置している。逆に、製品Ｐ１を収容箱Ｂ１に搬送し終えた後、製品保持部２７０をベルトコンベアＣ１の側の位置に動かす場合には、第２のワイヤ２５０が進行方向前側に位置しており、第１のワイヤ２４０が進行方向後ろ側に位置している。
【００８７】
つまり、第１のワイヤ２４０および第２のワイヤ２５０のうちの一方が、製品Ｐ１の搬送方向における進行方向前側の位置に配置されており、第１のワイヤ２４０および第２のワイヤ２５０のうちの他方が、製品Ｐ１の搬送方向における進行方向後ろ側の位置に配置されている。
【００８８】
２−２．前進の場合
ここで、製品Ｐ１をベルトコンベアＣ１から収容箱Ｂ１に向って動かす場合（前進の場合）について説明する。前進する場合には、前述したように第１のワイヤ２４０が進行方向前側に位置している。そして、製品Ｐ１が収容箱Ｂ１の箇所に辿り着いたときには、製品Ｐ１の横方向の運動は停止する。このとき、製品Ｐ１は、慣性により前方向に動こうとする。このため、吊り下げられている製品Ｐ１に揺れが生じる。
【００８９】
したがって、この前進を停止する場合に、第２のワイヤ２５０をわずかに引っ張るのである。これにより、製品Ｐ１が、慣性により前方向に動こうとするのを止めることができる。つまり、揺れを抑制することができる。このとき、第２のワイヤ２５０を、上方向に動かしてもよいし、進行方向の後方に動かすこととしてもよい。
【００９０】
２−３．後退の場合
ここで、製品Ｐ１を収容箱Ｂ１からベルトコンベアＣ１に向って動かす場合（後退の場合）について説明する。この場合には、前進の場合と同様に、後方のワイヤを引っ張ってやればよい。後退の場合には、進行方向後方に位置するのは、第１のワイヤ２４０である。したがって、第１のワイヤ２４０を、上方向に動かしてもよいし、進行方向の後方に動かすこととしてもよい。
【００９１】
３．製品の回転
また、製品を回転させる場合には、次のようにする。製品Ｐ１を第１のワイヤ２４０のみで吊り下げ、第２のワイヤ２５０を製品Ｐ１から離す。または、製品Ｐ１を第２のワイヤ２５０のみで吊り下げ、第１のワイヤ２４０を製品Ｐ１から離す。つまり、第１のワイヤ２４０または第２のワイヤ２５０のいずれか一方により製品Ｐ１を指示する。
【００９２】
４．変形例
本実施形態においても、第１の実施形態で説明したすべての変形例を適用可能である。そのため、本実施形態に特有の変形例のみ説明する。
【００９３】
本実施形態では、製品搬送装置２００は、ワイヤを２本有することとした。これらのワイヤは、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、２本のうち、１本を主に用いることとし、他の１本を補助的に用いることとしてもよい。
【００９４】
５．まとめ
以上詳細に説明したように、本実施形態の製品搬送装置２００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のいずれにも動かせる第１のワイヤ２４０および第２のワイヤ２５０と、製品保持部２７０とを有している。また、作業者と対になって作業を行うものであるため、立体形状の複雑な多種の製品に対応して、製品Ｐ１の搬送が可能である。製品保持部２７０は、ティーチングにより基本的動作をプログラミングされているため、速くてスムーズな動作が可能である。
【００９５】
なお、本実施形態は単なる例示にすぎない。したがって当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。製品保持部は、例示した形状等によらない。製品Ｐ１の保持とその解除とを行うことのできるものであれば、その他の構造のものであってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１００、２００…製品搬送装置
１１０、２１０…カメラ
１２０、１３０、２２０、２３０…レール
１４０…ワイヤ
１６０…ワイヤ調整部
１７０、２７０…製品保持部
１９０、２９０…コントロールユニット
２４０…第１のワイヤ
２５０…第２のワイヤ
Ｂ１…収容箱
Ｃ１…ベルトコンベア
Ｐ１…製品
Ｈ…作業者
【要約】
【課題】  複雑な立体形状を有する製品の積み上げまたは積み下ろしをすることのできる製品搬送装置および製品の搬送方法を提供することである。
【解決手段】  製品搬送装置１００は、製品Ｐ１の保持とその解除とを行う製品保持部１７０と、製品保持部１７０を支持するワイヤ１４０と、ワイヤ１４０の動きをガイドするためのレール１２０、１３０と、製品保持部１７０からレール１３０までのワイヤ１４０の長さを調整するワイヤ調整部１６０と、レール１３０に沿ってワイヤ１４０を動かすワイヤ調整部１６０と、作業者Ｈの位置情報および製品Ｐ１の位置情報を取得するカメラ１１０と、カメラ１１０により取得された作業者Ｈの位置情報および製品Ｐ１の位置情報をフィードバックすることによりワイヤ調整部１６０を制御するコントロールユニット１９０と、を有する。
【選択図】図２【図１】
0005155473.tif 000002
【図２】
0005155473.tif 000003
【図３】
0005155473.tif 000004
【図４】
0005155473.tif 000005
【図５】
0005155473.tif 000006
【図６】
0005155473.tif 000007
【図７】
0005155473.tif 000008
【図８】
0005155473.tif 000009
【図９】
0005155473.tif 000010